Tài liệu Tuyển tập 50 đề thi học sinh giỏi hóa học lớp 10 – có đáp án chi tiết

----NGUYỄN QUANG HUY---- TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI (Có đáp án chi tiết) // TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT NĂM HỌC 2015 - 2016 Môn: HÓA HỌC 10 Thời gian làm bài: 180 phöt (Đề thi có 2 trang, gồm 10 câu) Câu 1: 1) Một nhñm học sinh cần một hỗn hợp chất cñ khả năng b÷ng cháy để biểu diễn trong một đêm câu lạc bộ hña học. Một số hỗn hợp bột được đề xuất gồm: a) KClO3, C, S. b) KClO3, C. c) KClO3, Al. Hỗn hợp nào cñ thể d÷ng, hãy giải thích. 2) Từ muối ăn điều chế được dung dịch cñ tính tẩy màu, từ quặng florit điều chế được chất cñ thể ăn mòn thủy tinh, từ I2 điều chế một chất pha vào muối ăn để tránh bệnh bướu cổ cho người d÷ng, từ O2 điều chế chất diệt tr÷ng. Em hãy viết phương trình phản ứng điều chế các chất như đã nñi ở trên, biết mỗi chất chỉ được viết một phương trình phản ứng. Câu 2: Trong phòng thí nghiệm, dung dịch HCl được điều chế bằng cách cho NaCl khan tác dụng với H2SO4 đặc rồi dẫn khí HCl vào nước. 1) Em hãy vẽ hình thí nghiệm thể hiện rõ các nội dung trên. 2) Trong thí nghiệm đã d÷ng giải pháp gì để hạn chế HCl thoát ra ngoài? Giải thích. 3) Một số nhñm học sinh sau một löc làm thí nghiệm thấy dung dịch HCl chảy ngược vào bình chứa hỗn hợp phản ứng. Em hãy giải thích và nêu cách khắc phục. Câu 3: Trong một thí nghiệm khi nung m gam KMnO4 với hiệu suất phản ứng 60% rồi dẫn toàn bộ khí sinh ra vào một bình cầu öp ngược trong chậu H2O như hình vẽ. Một số thóng tin khác về thí nghiệm là: * Nhiệt độ khí trong bình là 27,30C. * Áp suất khóng khí löc làm thí nghiệm là 750 mmHg. * Thể tích chứa khí trong bình cầu là 400 cm3 * Chiều cao từ mặt nước trong chậu đến mặt nước trong bình cầu là 6,8cm. * Áp suất hơi nước trong bình cầu là 10 mmHg. Biết khối lượng riêng của Hg là 13,6gam/cm3, của nước là 1 gam/cm3. Hãy tính m. Câu 4: 1) Cho rằng Sb cñ 2 đồng vị 121Sb và 123 Sb, khối lượng nguyên tử trung bình của Sb là 121,75. Hãy tính thành phần trăm về khối lượng của 121 Sb trong Sb2O3 (Cho biết MO=16). TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2) Hãy tính bán kính nguyên tử Liti (đơn vị nm), biết thể tích của 1 mol tinh thể kim loại Li bằng 7,07cm3 và trong tinh thể các nguyên tử Li chỉ chiếm 68% thể tích, còn lại là khe trống. Câu 5: 1) Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng sau: Fe3C + H2SO4 đặc nñng dư FexSy + HNO3 đặc nñng dư Fe(NO3)3 + NO2 + H2SO4 + H2O 2) Hãy trình bày cách làm sạch các chất sau, viết phương trình phản ứng (nếu cñ) để giải thích. a. HCl bị lẫn H2S. b. H2S bị lẫn HCl. c. CO2 bị lẫn SO2. d. CO2 bị lẫn CO. Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn m gam C trong V lít O2 ở (đktc), thu được hỗn hợp khí A cñ tỷ khối đối với H2 là 19. 1) Hãy xác định thành phần % theo thể tích các khí cñ trong A. 2) Tính m và V, biết rằng khi dẫn hỗn hợp khí A vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư tạo thành 5 gam kết tủa trắng. Câu 7: Hòa tan S vào dung dịch NaOH đặc, đun sói, được muối A và muối B. Muối A tác dụng với dung dịch H2SO4 1M thấy cñ vẫn đục màu vàng và cñ khí m÷i hắc thoát ra. Muối B tác dung với dung dịch H2SO4 1M cñ khí m÷i trứng thối thoát ra. Đun sói dung dịch B đậm đặc rồi hòa tan S, thu được hỗn hợp muối C. Đun sói dung dịch đậm đặc muối D rồi hòa tan S ta cũng được muối A. 1) Xác định các muối A, B, D, cóng thức chung của muối C. Viết các phương trình phản ứng xẩy ra. 2) Trong hỗn hợp C cñ chất C' cñ khối lượng mol bằng 206 gam. Khi cho chất này vào dung dịch HCl đặc ở -100C thu được chất lỏng (E) màu vàng, m÷i khñ chịu. Trong E cñ các chất F, G, H đều kém bền (mỗi chất đều chứa 2 nguyên tố), trong đñ F cñ tỷ khối hơi so với H2 bằng 33, G cñ 1 nguyên tố chiếm 2,041% về khối lượng, H và C' cñ c÷ng số nguyên tử trong phân tử. Hòa tan C' vào dung dịch HCl đặc đun nñng thấy dung dịch cñ vẫn đục và cñ khí thoát ra. Xác định các chất C', F, G, H viết các phương trình phản ứng xẩy ra. Câu 8: X, Y là hai nguyên tố thuộc c÷ng một chu kì trong bảng hệ thống tuần hoàn, chöng tạo được với nguyên tố flo hai hợp chất XF3 và YF4, biết: * Phân tử XF3 cñ các nguyên tử nằm trên c÷ng một mặt phẳng, phân tử cñ hình tam giác. * Phân tử YF4 cñ hình tứ diện. * Phân tử XF3 dễ bị thủy phân và kết hợp được tối đa một anion F- tạo ra XF4-. * Phân tử YF4 khóng cñ khả năng tạo phức. 1) Xác định vị trí của X và Y trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố. 2) So sánh gñc liên kết, độ dài liên kết trong XF3 với XF4-. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Câu 9: Cho 32 gam dung dịch Br2 a% vào 200 ml dung dịch SO2 b mol/lít được dung dịch X. Chia X làm 2 phần bằng nhau * Cho dung dịch BaCl2 dư vào phần 1 thu được 4,66 gam kết tủa. * Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào phần 2 thu được 11,17 gam kết tủa. a. Viết các phương trình phản ứng. b. Tính a,b (coi các phản ứng đều hoàn toàn). Câu 10: Cho 11,56 gam hỗn hợp A gồm 3 muối FeCl3, BaBr2, KCl tác dụng với 440 ml dung dịch AgNO3 0,5M thu được dung dịch D và kết tủa B. Lọc kết tủa B, cho 0,15 mol bột Fe vào dung dịch D thu được chất rắn F và dung dịch E. Cho F vào dung dịch HCl loãng dư tạo ra 2,128 lít H2 (đktc) và còn phần chất khóng tan. Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch E thu được kết tủa, nung kết tủa trong khóng khí đến khối lượng khóng đổi thu được 6,8 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 1) Lập luận để viết các phương trình phản ứng xẩy ra. 2) Tính khối lượng kết tủa B. ------------------ HẾT----------------- Học sinh không được sử dụng tài liệu (trừ bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học). - Cán bộ coi thi không phải giải thích gì thêm. - Họ và tên thí sinh: ............................................................................Số báo danh:.......... SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CÂP THPT NĂM HỌC 2015 - 2016 MÔN HÓA HỌC LỚP-10 HƢỚNG DẪN CHẤM Câu 1: 1) Một nhñm học sinh cần một hỗn hợp chất cñ khả năng b÷ng cháy để biểu diễn trong một đêm câu lạc bộ hña học. Một số hỗn hợp bột được đề xuất gồm: a) KClO3, C, S. b) KClO3, C. c) KClO3, Al. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Hỗn hợp nào cñ thể d÷ng, hãy giải thích. 2) Từ muối ăn điều chế được dung dịch cñ tính tẩy màu, từ quặng florit điều chế được chất cñ thể ăn mòn thủy tinh, từ I2 điều chế một chất pha vào muối ăn để tránh bệnh bướu cổ cho người d÷ng, từ O2 điều chế chất diệt tr÷ng. Em hãy viết phương trình phản ứng điều chế các chất như đã nñi ở trên, biết mỗi chất chỉ được viết một phương trình phản ứng. Câu 1 1 2 Nội dung * Cả ba hỗn hợp đều cñ thể d÷ng được. * Vì mỗi hỗn hợp trên đều cñ ít nhất một chất oxi hña mạnh và một chất khử. * NaCl + H2O điện phân NaClO + H2. * CaF2 rắn + H2SO4 đặc CaHSO4 + HF * I2 + 2K 2KI UV * 3O2 2O3 Các chất cần tạo ra là NaClO, HF, I- hoặc IO3-, O3 học sinh có thể viết Phƣơng trình phản ứng khác. Điểm 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu 2: Trong phòng thí nghiệm, dung dịch HCl được điều chế bằng cách cho NaCl khan tác dụng với H2SO4 đặc rồi dẫn khí HCl vào nước. 1) Em hãy vẽ hình thí nghiệm thể hiện rõ các nội dung trên. 2) Trong thí nghiệm đã d÷ng giải pháp gì để hạn chế HCl thoát ra ngoài? Giải thích. 3) Một số nhñm học sinh sau một löc làm thí nghiệm thấy dung dịch HCl chảy ngược vào bình chứa hỗn hợp phản ứng. Em hãy giải thích và nêu cách khắc phục. Câu 2 Nội dung Điểm Hình vẽ: Học sinh cñ thể vẽ hình khác nhưng yêu cầu: * Cñ bình phản ứng, hña chất, ống hòa tan khí * Biện pháp tránh khí HCl thoát ra ngoài. 1 1,0 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2 3 Để tránh khí thoát ra ngoài cñ thể d÷ng bóng tẩm dung dịch kiềm để lên trên ống nghiệm hoặc dẫn khí thừa vào dung dịch kiềm. Nếu ống sục khí cắm sâu vào nước thì khi HCl bị hòa tan cñ thể gây ra hiện tượng giảm áp suất trong bình phản ứng làm nước bị höt vào bình phản ứng. 0,5 0,5 Câu 3: Trong một thí nghiệm khi nung m gam KMnO4 với hiệu suất phản ứng 60% rồi dẫn toàn bộ khí sinh ra vào một bình cầu öp ngược trong chậu H2O như hình vẽ. Một số thóng tin khác về thí nghiệm là: * Nhiệt độ khí trong bình là 27,30C. * Áp suất khóng khí löc làm thí nghiệm là 750 mmHg. * Thể tích chứa khí trong bình cầu là 400 cm3 * Chiều cao từ mặt nước trong chậu đến mặt nước trong bình cầu là 6,8cm. * Áp suất hơi nước trong bình cầu là 10 mmHg. Biết khối lượng riêng của Hg là 13,6gam/cm3, của nước là 1 gam/cm3. Hãy tính m. Câu 3 Nội dung pkhí O2= 750-10-6,8*10* 2KMnO4 1 t0 1 = 735 (mmHg) = 0,9671 (atm) 13,6 Điểm 1,0 K2MnO4 + MnO2 + O2 PkhíO2 * 0,4 =0,0157 (mol) 22,4 * 273 *1,1 273 100 mKMnO4=2*nO2* *158=8,269 (gam) 60 nO2= 1,0 Câu 4: 1) Cho rằng Sb cñ 2 đồng vị 121Sb và 123 Sb, khối lượng nguyên tử trung bình của Sb là 121,75. Hãy tính thành phần trăm về khối lượng của 121 Sb trong Sb2O3 (Cho biết MO=16). 2) Hãy tính bán kính nguyên tử Liti (đơn vị nm), biết thể tích của 1 mol tinh thể kim loại Li bằng 7,07cm3 và trong tinh thể các nguyên tử Li chỉ chiếm 68% thể tích, còn lại là khe trống. Câu 4 1 2 Nội dung Điểm Xét 2 mol Sb gọi số mol 121Sb và 123 Sb lần lượt là a và b ta cñ a+b=2 121*a+123*b=2*121,75 a=1,25 b=0,75 1,0 %m121Sb=1,25*121/(121,75*2+16*3)=51,89% Xét 1 mol Li  6,02*1023*(4/3)* *r3=0,68*7,07 r=1,24*10-8cm=12,4 nm 1,0 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Câu 5: 1) Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng sau: Fe3C + H2SO4 đặc nñng dư FexSy + HNO3 đặc nñng dư Fe(NO3)3 + NO2 + H2SO4 + H2O 2) Hãy trình bày cách làm sạch các chất sau, viết phương trình phản ứng (nếu cñ) để giải thích. a. HCl bị lẫn H2S. b. H2S bị lẫn HCl. c. CO2 bị lẫn SO2. d. CO2 bị lẫn CO. Câu 5 Nội dung Điểm 1 2Fe3C+ 22H2SO4 đặc nñng dư 3Fe2(SO4)3 + 2CO2 + 13SO2 + 22H2O FexSy + (6x+6y)HNO3 đặc nñng dư xFe(NO3)3 + yH2SO4 + (3x+6y)NO2 + (3x+3y)H2O 0,5 0,5 a. Sục hỗn hợp qua dung dịch Cu(NO3)2 dư trong HCl đặc H2S bị giữ lại. Cu(NO3)2 + H2S CuS + 2HNO3 b. Sục hỗn hợp qua nước hoặc dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng...) dư HCl bị hòa tan. c. Sục hỗn hợp qua dung dịch chất oxi hña mạnh (KMnO4, Br2...) SO2 bị giữ lại SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4 d. Cho hỗn hợp qua oxit kim loại yếu hoặc trung bình nung nñng (CuO, FeO...) CO bị chuyển thành CO2 t CO + CuO Cu + CO2 0,5 2 0,5 0,5 0,5 0 Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn m gam C trong V lít O2 ở (đktc), thu được hỗn hợp khí A cñ tỷ khối đối với H2 là 19. 1) Hãy xác định thành phần % theo thể tích các khí cñ trong A. 2) Tính m và V, biết rằng khi dẫn hỗn hợp khí A vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư tạo thành 5 gam kết tủa trắng. Câu 6 Nội dung Điểm TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 1 2 Vì M=19*2=38  trong A cñ CO2 Trƣờng hợp 1: A gồm CO và CO2 xét 1 mol hỗn hợp gọi số mol CO và CO2 lần lượt là a và b ta cñ a+b=1 28a+44b=38 a=0,375 b=0,625 %VCO=37,5% %VCO2=62,5% Trƣờng hợp 2: A gồm O2 và CO2 xét 1 mol hỗn hợp gọi số mol O2 và CO2 lần lượt là a và b ta cñ a+b=1 32a+44b=38 a=0,5 b=0,5 %VCO=50% %VCO2=50% nCO2 = 0,05mol Trƣờng hợp 1: A gồm CO và CO2 nCO2=nCaCO3=0,05 nCO=0,03 mC=0,08*12=0,96 gam; nO2 đã lấy =0,065 V=1,456 lít Trƣờng hợp 2: A gồm O2 và CO2 nC=0,05 m=0,6 gam; VO2=2,24 lít 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 7: Hòa tan S vào dung dịch NaOH đặc, đun sói, được muối A và muối B. Muối A tác dụng với dung dịch H2SO4 1M thấy cñ vẫn đục màu vàng và cñ khí m÷i hắc thoát ra. Muối B tác dung với dung dịch H2SO4 1M cñ khí m÷i trứng thối thoát ra. Đun sói dung dịch B đậm đặc rồi hòa tan S, thu được hỗn hợp muối C. Đun sói dung dịch đậm đặc muối D rồi hòa tan S ta cũng được muối A. 1) Xác định các muối A, B, D, cóng thức chung của muối C. Viết các phương trình phản ứng xẩy ra. 2) Trong hỗn hợp C cñ chất C' cñ khối lượng mol bằng 206 gam. Khi cho chất này vào dung dịch HCl đặc ở -100C thu được chất lỏng (E) màu vàng, m÷i khñ chịu. Trong E cñ các chất F, G, H đều kém bền (mỗi chất đều chứa 2 nguyên tố), trong đñ F cñ tỷ khối hơi so với H2 bằng 33, G cñ 1 nguyên tố chiếm 2,041% về khối lượng, H và C' cñ c÷ng số nguyên tử trong phân tử. Hòa tan C' vào dung dịch HCl đặc đun nñng thấy dung dịch cñ vẫn đục và cñ khí thoát ra. Xác định các chất C', F, G, H viết các phương trình phản ứng xẩy ra. Câu 7 Nội dung Điểm 1 Theo đề bài A là Na2S2O3, B là Na2S, C là hỗn hợp cñ cóng thức chung là Na2Sn+1, D là Na2SO3 6NaOH (đặc sói) + 4S → Na2S2O3 (A)+ Na2S (B) + 3H2O Na2S2O3 (A)+ H2SO4 loãng → Na2SO4 + S + SO2 + H2O Na2S (B) + H2SO4 loãng → Na2SO4 + H2S nS + Na2S (B) → Na2Sn+1 (C) S + Na2SO3 đặc sói (D) → Na2S2O3 (A) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2 MC'=206  C' là Na2S5 ; MF=2*33=66  F là H2S2 ; 2,041%=2/(MG)  0,25 MG=98  G là H2S3; H cñ 7 nguyên tử trong phân tử nên H là H2S5 0,25 Na2S5 + 2HCl → 2NaCl + H2S2 (F) + 3S 0,25 Na2S5 + 2HCl → 2NaCl + H2S3(G) +2S 0,25 Na2S5 + 2HCl → 2NaCl + H2S5(H) Câu 8: X, Y là hai nguyên tố thuộc c÷ng một chu kì trong bảng hệ thống tuần hoàn, chöng tạo được với nguyên tố flo hai hợp chất XF3 và YF4, biết: * Phân tử XF3 cñ các nguyên tử nằm trên c÷ng một mặt phẳng, phân tử cñ hình tam giác. * Phân tử YF4 cñ hình tứ diện. * Phân tử XF3 dễ bị thủy phân và kết hợp được tối đa một anion F- tạo ra XF4-. * Phân tử YF4 khóng cñ khả năng tạo phức. 1) Xác định vị trí của X và Y trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố. 2) So sánh gñc liên kết, độ dài liên kết trong XF3 với XF4-. Câu 8 Nội dung 1 Xác định vị trí của X và Y trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố. Từ các tính chất đã cho, suy ra: - X (trong XF3) chỉ cñ 1 obital trống; - Y (trong YF4) khóng cñ obital trống. Vậy X và Y phải ở chu kì 2 X là 5B, Y là 6C. 2 - Gñc liên kết FXF trong XF3 là 120o, Gñc liên kết FXF trong XF4- là 109o28’ Vì Trong XF3 X lai hña sp2, trong XF4- thì X lai hña sp3. - Độ dài liên kết: d (X – F) trong XF3 < d(X – F) trong XF4- vì liên kết trong XF3 ngoài liên kết  còn cñ một phần liên kết π khóng định chỗ. Điểm 0,5 0,5 1,0 0,5 0,5 Câu 9: Cho 32 gam dung dịch Br2 a% vào 200 ml dung dịch SO2 b mol/lít được dung dịch X. Chia X làm 2 phần bằng nhau * Cho dung dịch BaCl2 dư vào phần 1 thu được 4,66 gam kết tủa. * Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào phần 2 thu được 11,17 gam kết tủa. a. Viết các phương trình phản ứng. b. Tính a,b (coi các phản ứng đều hoàn toàn). Câu 9 Nội dung Điểm TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 1 2 Br2 + 2H2O + SO2 BaCl2 + H2SO4 Ba(OH)2 + SO2 Ba(OH)2 + H2SO4 0,25 0,25 0,25 0,25 2HBr + H2SO4 BaSO4 + 2HCl BaSO3 + H2O BaSO4 + 2H2O nBaSO4 ở phần 1 = nBaSO4 ở phần a=[0,04*160]/32=20%. nBaSO3=[11,17-4,66]/217 =0,03 mol. nSO2 ban đầu =2*(0,02+0,03)=0,1 2= 0,02 mol  nBr2=0,04  0,5 0,5 b=0,5M Câu 10: Cho 11,56 gam hỗn hợp A gồm 3 muối FeCl3, BaBr2, KCl tác dụng với 440 ml dung dịch AgNO3 0,5M thu được dung dịch D và kết tủa B. Lọc kết tủa B, cho 0,15 mol bột Fe vào dung dịch D thu được chất rắn F và dung dịch E. Cho F vào dung dịch HCl loãng dư tạo ra 2,128 lít H2 (đktc) và còn phần chất khóng tan. Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch E thu được kết tủa, nung kết tủa trong khóng khí đến khối lượng khóng đổi thu được 6,8 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 1) Lập luận để viết các phương trình phản ứng xẩy ra. 2) Tính khối lượng kết tủa B. Câu 10 1 Nội dung Điểm Vì F tác dụng với HCl dư còn phần khóng tan  D có AgNO3 dư FeCl3 + 3AgNO3 3AgCl + Fe(NO3)3 BaBr2 + 2AgNO3 2AgBr +Ba(NO3)2 KCl + AgNO3 KNO3 + AgCl B: AgBr, AgCl; D: AgNO3 dư, Fe(NO3)3, Ba(NO3)2, KNO3. Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag Fe + 2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2 Chất khóng tan là Ag và Fe dư, dung dịch E gồm Fe(NO3)2, Ba(NO3)2, KNO3, Ba(NO3)2, KNO3. Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Fe(NO3)2 + 2NaOH Fe(OH)2 +2NaNO3 t 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O Gọi số mol mỗi chất FeCl3, BaBr2, KCl lần lượt là a, b,c. Vì cho Fe cñ phản ứng với dung dịch D nFe ban thêm vào= 0,15 mol nFe trong F= 0,095 nFe phản ứng với Ag+ và Fe3+=0,055  nAgNO3 dư trong D = 0,055*2-a  nAgNO3 phản ứng với X-= 0,22(0,055*2-a) 162,5a+297b+ 74,5c = 11,56 (1) 3a + 2b + c = 0,22- (0,055*2-a) (2) 0,5 0,5 0 2 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 6,8 gam chất rắn sau c÷ng gồm Fe2O3 (a+0,055)/2 mol 160*(a+0,055)/2 = 6,8 (3) a=0,03 b=0,02 c=0,01  B gồm 0,1 mol AgCl; 0,04 mol AgBr. mB= 21,87 gam Chú ý: Nếu học sinh có cách giải khác hợp lý vẫn cho điểm. ------------------ HẾT----------------- 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT NĂM HỌC 2014 - 2015 MÔN THI: HÓA HỌC 10 Thời gian làm bài: 180 phöt (Đề thi có 2 trang, gồm 10 câu) Câu 1. Người ta quy ước trị số năng lượng của electron trong nguyên tử cñ dấu âm (–). Electron trong He+ khi chuyển động trên một lớp xác định cñ một trị số năng lượng tương ứng, đñ là năng lượng của một mức. Cñ 3 trị số năng lượng (theo eV) của electron trong hệ He+ là: –13,6; –54,4; –6,04. a) Hãy chỉ ra trị số năng lượng mức 1, 2, 3 từ 3 trị số trên. b) Từ trị số nào trong 3 trị số trên ta cñ thể xác định được một trị số năng lượng ion hña của He? Giải thích? Câu 2. Thực nghiệm cho biết các độ dài bán kính của sáu ion theo đơn vị A0 như sau: 1,71; 1,16; 1,19; 0,68; 1,26; 0,85. Các ion đñ đều cñ c÷ng số electron. Số điện tích hạt nhân Z của các ion đñ trong giới hạn 2< Z <18. Hãy xác định các ion đñ và gán đöng trị số bán kính cho từng ion, xếp theo thứ tự tăng dần của các trị số đñ. Giải thích của sự gán đöng các trị số đñ. Câu 3. Cho bảng giá trị một số đại lượng của các đơn chất halogen sau: Đơn chất F2 Cl2 Br2 I2 Nhiệt độ sói (oC) - 187,9 - 34,1 58,2 184,5 Năng lượng liên kết X – X (kJ/mol) 159 242 192 150 Độ dài liên kết X – X (Ao) 1,42 1,99 2,28 2,67 Nhận xét và giải thích sự biến đổi: nhiệt độ sói, năng lượng liên kết và độ dài liên kết cho trên. Câu 4. Hãy chứng minh độ đặc khít của mạng lưới tinh thể lập phương tâm khối là 68%. Từ đñ hãy tính khối lượng riêng của natri theo g/cm3. Biết natri kết tinh cñ dạng tinh thể lập phương tâm khối và bán kính hiệu dụng của nguyên tử natri bằng 0,189 nm. Câu 5. Trộn một lượng nhỏ bột Al và I2 trong bát sứ, sau đñ cho một ít nước vào. a) Nêu hiện tượng xảy ra và giải thích. b) Viết phương trình hña học của phản ứng và cho biết vai trò của các chất tham gia. c) Giải thích tại sao hợp chất COBr2 cñ tồn tại, còn hợp chất COI2 khóng tồn tại? Câu 6. Hỗn hợp khí X gồm SO2 và O2 cñ tỉ khối hơi so với H2 bằng 28. Cho 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí X vào bình kín cñ V2O5 rồi nung nñng đến 4500C. Sau một thời gian TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT phản ứng, làm nguội bình rồi cho toàn bộ các chất thu được đi qua dung dịch BaCl2 (dư). Sau khi kết thöc phản ứng, thu được 17,475 gam kết tủa. Tính hiệu suất của phản ứng oxi hña SO2 thành SO3. Câu 7. Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Na, Na2O, NaOH, Na2CO3 trong lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 40%, thu được 8,96 lít hỗn hợp khí cñ tỉ khối so với H2 là 16,75 và dung dịch Y cñ nồng độ 51,449%. Có cạn dung dịch Y, thu được 170,4 gam muối khan. Tính m. Câu 8. Thực nghiệm cho biết cả ba hợp chất CHBr3, SiHBr3, CH(CH3)3 đều cñ cấu tạo tứ diện. Cñ ba trị số gñc liên kết tại tâm là 110o, 111o, 112o (khóng kể tới H khi xét các gñc này). Độ âm điện của H là 2,2; CH3 là 2,27; CH là 2,47; Si là 2,24; Br là 2,5. Dựa vào mó hình đẩy giữa các cặp electron hña trị và độ âm điện, hãy cho biết trị số gñc của mỗi chất và giải thích. Câu 9. Hòa tan hết 2m gam kim loại M trong lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nñng, thu được V lít khí SO2. Mặt khác, hòa tan hết m gam hợp chất X (X là sunfua của kim loại M) trong lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nñng cũng thu được V lít khí SO2. Biết SO2 là sản phẩm khử duy nhất của các quá trình trên, khí đo ở c÷ng điều kiện. Xác định kim loại M và cóng thức của hợp chất X. Câu 10. Hỗn hợp chất rắn A gồm M2CO3, MHCO3, MCl (M là kim loại kiềm). Cho 43,71 gam A tác dụng hết với lượng dư V ml dung dịch HCl 10,52% (d = 1,05 g/ml), thu được dung dịch B và 17,6 gam khí C. Chia B làm hai phần bằng nhau. - Phần một tác dụng vừa đủ với 125 ml dung dịch KOH 0,8M. Có cạn dung dịch sau phản ứng, thu được m gam muối khan. - Phần hai cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 dư, thu được 68,88 gam kết tủa trắng. a) Xác định kim loại M. b) Tính % khối lượng các chất trong A. c) Tính V và tính m. …………………………..HẾT……………………………. - Thí sinh không được sử dụng tài liệu (kể cả bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố) - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. - Họ và tên thí sinh:………………………………….Số báo danh:………………………. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH Câu 1. 2 Nội dung 4 Điểm Ta cñ electron càng gần hạt nhân càng bị höt chặt, vì vậy electron ở mức 1 cñ năng lượng thấp nhất đñ là – 54,4 eV, electron ở mức thứ hai cñ 1,0 mức năng lượng là – 13,6 eV, electron ở mức thứ ba cñ năng lượng là – 6,04 eV. Ta cñ He+ He2+ + 1e Năng lượng cần thiết để tách electron mức 1 này là năng lượng ion hña I2. Vậy năng lượng ion hña I2 của He là: 54,4 eV (đây là năng lượng ở 1,0 mức 1 của electron nhưng cñ dấu dương) Vì 2 < Z < 18 nên các ion này là của các nguyên tố thuộc chu kì 2 và 3. Vì các ion này cñ c÷ng tổng số electron nên trong hai chu kì này cñ các 1,0 ion sau: N3-, O2-, F-, Na+, Mg2+, Al3+. Vì các ion này cñ c÷ng số electron nhưng điện tích hạt nhân tăng nên bán kính giảm (số lớp electron là như nhau, lực höt giữa các electron và hạt nhân tăng lên). Ta cñ thể lập bảng theo thứ tự tăng dần như sau: 1,0 Ion Bán kính (A0) 3 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CÂP THPT NĂM HỌC 2014 - 2015 MÔN HÓA HỌC LỚP 10 HƢỚNG DẪN CHẤM Al3+ 0,68 Mg2+ 0,85 Na+ 1,16 F1,19 O21,26 N31,71 Từ bảng ta nhận thấy các giá trị sau: nhiệt độ sói, độ dài liên kết tăng dần từ F2 đến I2. Năng lượng liên kết từ F2 đến Cl2 tăng lên rồi sau đñ 0,5 giảm dần từ Cl2 đến I2. Giải thích: - Từ F2 đến I2 vì khối lượng phân tử tăng nên nhiệt độ sói tăng. Độ dài liên kết tăng từ F2 đến I2 do bán kính nguyên tử tăng từ F 0,5 đến I. Năng lượng liên kết của F2 bé hơn của Cl2 bởi vì trong phân tử Cl2 ngoài liên kết tạo bởi sự xen phủ của hai obitan p thì còn cñ sự xen phủ của 1,0 obitan d và obitan p mà ở trong phân tử F2 khóng cñ xen phủ của obitan d. Học sinh vẽ hình minh họa. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 0,5 - Từ hình vẽ ta cñ số nguyên tử Na trong một tế bào cơ sở là: 8.1/8 + 1 = 2. Gọi r là bán kính nguyên tử Na thì thể tích thật là: 2.  .r3.4/3. Gọi a là cạnh của hình lập phương của một tế bào cơ sở, ta cñ: a = 4r/√3 Thể tích của 1 tế bào là: a3 = 64r3/5,196 Vậy độ đặc khít của mạng lưới tinh thể Na là: (2.  .r3.4/3)/(64r3/5,196) = 0,68 hay là 68%. - Chọn 1 mol Na thì khối lượng là: 23 gam; số nguyên tử là 6,02.1023 Thể tích số nguyên tử của 1 mol Na là: 6,02.1023.3,14.0,1893.10-21.4/3 (cm3) = 17 cm3 => Thể tích của 1 mol tinh thể Na là: 17.100/68 = 25 cm3. Vậy khối lượng riêng của Na là: 23/25 = 0,92 (g/cm3) 0,5 0,5 0,5 a) Hiện tượng: löc đầu chưa cñ phản ứng xảy ra, sau khi thêm nước vào thì phản ứng từ từ xảy ra và sau đñ cñ hơi màu tím thoát ra mạnh. 0,5 Giải thích: Khi chưa cñ nước thì phản ứng chưa xảy ra vì chưa cñ chất xöc tác, sau khi thêm nước làm chất xöc thì phản ứng xảy ra và tõa nhiệt mạnh. Do I2 dễ thăng hoa nên khi phản ứng tõa nhiệt mạnh thì I2 0,5 bay hơi và hơi iot cñ màu tím ta cñ thể quan sát dễ dàng. 5 b) Vai trò các chất tham gia: Al là chất khử, I2 là chất oxi hña, nước 0,5 là chất xöc tác. PTHH: 2Al + 3I2 2AlI3 X c) Cấu tạo chung của hợp chất là O=C 0,5 X Do iot cñ bán kính nguyên tử lớn, độ âm điện nhỏ hơn brom nên hợp chất COI2 rất kém bền và khóng tồn tại. 6 Dựa vào tỉ khối hơi của hỗn hợp và số mol của hỗn hợp ta tính được số 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT mol của SO2 = 0,15 mol, của O2 = 0,05 mol. PTHH: 2SO2 + O2 → 2SO3 Khi cho toàn bộ các chất thu được đi qua dung dịch BaCl2 dư thì chỉ cñ 0,5 SO3 tham gia phản ứng. PTHH: 0,5 SO3 + H2O + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl Dựa vào lượng kết tủa ta cñ số mol O2 phản ứng là 0,0375 mol. 0,5 Vậy hiệu suất phản ứng là: 0,0375/0,05 = 75% 7 Học sinh viết 4 PTHH: 2Na + H2SO4 Na2SO4 + H2 Na2O + H2SO4 Na2SO4 + H2O NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O Na2CO3 +H2SO4 Na2SO4 + H2O + CO2 Từ giả thiết ta tính được khối lượng hai khí là 13,4 gam; khối lượng muối Na2SO4 là 170,4 gam => số mol H2SO4 = số mol Na2SO4 = 1,2 mol Từ đñ tính được khối lượng dung dịch H2SO4 ban đầu là 294 gam và khối lượng dung dịch sau phản ứng là 331,2 gam. Theo bảo toàn khối lượng ta cñ: 294 + m = 331,2 + 13,4 => m = 50,6 gam. 0,5 0,5 0,5 0,5 Học sinh vẽ cóng thức cấu tạo của ba hợp chất SiHBr3 (1), CHBr3 (2), CH(CH3)3 (3) 0,5 H H H C Si C Br 8 Br (2) Br Br Br Br (1) CH3 CH3 CH3 (3) Vì độ âm điện của Si < CH nên cặp e liên kết của C-Br gần CH hơn so với cặp e liên kết của Si-Br => lực đẩy giữa các cặp liên kết của C-Br 0,5 mạnh hơn => gñc liên kết ở (2) lớn hơn (1). Tương tự ta cñ độ âm điện của Br > CH3 nên cặp e liên kết của C-Br lệch về phía Br nhiều hơn => gñc liên kết của (2) < (3) 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Vậy ta cñ gñc liên kết tăng dần theo thứ tự: (1) < (2) < (3) 9 Học sinh viết hai PTHH 0,5 2M + 2nH2SO4 M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O (1) 2MxSy + (2nx + 4y)H2SO4 xM2(SO4)n + (nx + 6y)SO2 + (2nx + 4y)H2O (2) 0,5 Từ giả thiết ta lập được phương trình n.x.M + 6.y.M = 2M.x.n + 64y.n Xét các giá trị của n, x, y từ 1 đến 3 ta nhận thấy nghiệm thích hợp là x 0,5 = 2; y = 1; n = 2 và M = 64. Vậy kim loại M là Cu và hợp chất X là Cu2S. 0,5 Gọi x, y, z lần lượt là số mol của M2CO3, MHCO3, MCl. Ta cñ: (2M + 60)x +(M + 61)y + (M + 35,5)z = 43,71 (I) PTHH: M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O MHCO3 + HCl MCl + CO2 + H2O  Dung dịch B cñ: MCl = (2x + y + z) mol và HCl dư Khí C là CO2 : x + y = 0,4 mol (II) Khi B tác dụng với KOH: 0,2 mol HCl + KOH KCl + H2O 10 0,5 0,5 Khi B tác dụng với AgNO3 dư: MCl + AgNO3 AgCl + MNO3 HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 Ta cñ số mol AgCl kết tủa = số mol MCl + 0,2 = 0,96 mol  (2x + y + z) = 0,76 (III) 0,5 Từ (II) và (III) => z = 0,36 – x; y = 0,4 – x Thay vào (I) ta cñ: 0,76M – 36,5x = 6,53 Hay x = (0,76M – 6,35)/36,5 Vì 0 < x < 0,4 nên 8,6 < M < 27,8 Vậy M = 23 và M là kim loại kiềm 0,5 Natri Thay M = 23 vào các phương trình trên ta được: x = 0,3; y = 0,1 và z = 0,06 Trong A cñ 31,8 gam Na2CO3 chiếm 72,75%; 8,4 gam NaHCO3 chiếm 19,22% và 3,51 gam NaCl chiếm 8,03% TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Số mol HCl = 0,9 mol nên V = 297,4 ml m = khối lượng NaCl + khối lượng KCl = 22,23 + 7,45 = 29,68 gam m = 29,68 gam Nếu học sinh giải bằng cách khác mà đúng vẫn được điểm tối đa. 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO THPT HÀ TĨNH ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP NĂM HỌC 2012-2013 MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 10 Thời gian làm bài: 180 phút (Đề thi có 02 trang, gồm 06 câu) Câu I: 1. Trong thiên nhiên, brom cñ nhiều ở nước biển dưới dạng NaBr. Cóng nghiệp hña học điều chế brom từ nước biển được thực hiện theo quy trình sau đây: - Cho một ít dung dịch H2SO4 vào một lượng nước biển; - Sục khí clo vào dung dịch mới thu được; - D÷ng khóng khí lói cuốn hơi brom tới bảo hòa vào dung dịch Na2CO3; - Cho dung dịch H2SO4 vào dung dịch đã bão hòa brom, thu hơi brom rồi hña lỏng. Hãy viết các phương trình hña học chính đã xảy ra trong các quá trình trên và cho biết vai trò của H2SO4. 2. Cho m gam hỗn hợp X gồm CuCl2 và FeCl3 vào nước thu được dung dịch A. Chia A làm 2 phần bằng nhau. Sục khí H2S dư vào phần 1 được 1,28 gam kết tủa, cho Na2S dư vào phần 2 được 3,04 gam kết tủa. Tính m. Câu II: 1. Năng lượng ion hña thứ nhất (I1- kJ/mol) của các nguyên tố chu kỳ 2 cñ giá trị (khóng theo trật tự) 1402, 1314, 520, 899, 2081, 801, 1086, 1681. Hãy gắn các giá trị này cho các nguyên tố tương ứng. Giải thích. 2. Cñ 1 lít dung dịch X gồm Na2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25M. Cho 43 gam hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào dung dịch X, sau khi phản ứng kết thöc thu được 39,7 gam kết tủa A. Tính thành phần % khối lượng các chất trong A. Câu III: 1.a. Sục từ từ khí Cl2 vào dung dịch KI, hãy cho biết màu sắc dung dịch biến đổi như thế nào? Giải thích. b. Hãy giải thích tại sao ái lực electron của flo (3,45 eV) bé hơn của clo (3,61 eV) nhưng tính oxi hña của flo lại mạnh hơn của clo? 2. Cho hỗn hợp gồm 0,03 mol Al, 0,02 mol Cu và 0,02 mol Zn tác dụng với hỗn hợp 2 axit H2SO4 và HNO3, sau phản ứng thu được 4,76 gam hỗn hợp khí SO2 và NO2 cñ thể tích là 1,792 lít (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) và m gam muối (khóng cñ muối amoni). Tính m. Câu IV: TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 1. M và R là các nguyên tố thuộc phân nhñm chính (nhñm A), cñ thể tạo với hiđro các hợp chất MH và RH. Gọi X và Y lần lượt là hiđroxit ứng với hña trị cao nhất của M và R. Trong Y, R chiếm 35,323% khối lượng. Để trung hòa hoàn toàn 50 gam dung dịch 16,8% X cần 150 ml dung dịch Y 1M. Xác định các nguyên tố M và R. 2. Để hoà tan hoàn toàn a mol một kim loại cần một lượng vừa đủ a mol H2SO4, sau phản ứng thu được 31,2 gam muối sunfat và khí X. Toàn bộ lượng khí X này làm mất màu vừa đủ 500 ml dung dịch Br2 0,2M. Xác định tên kim loại. Câu V: 1.Trong một tài liệu tham khảo cñ ghi những phương trình hña học như dưới đây, hãy chỉ ra những lỗi (nếu cñ) và sửa lại cho đöng. a. CaI2 + H2SO4 đặc  CaSO4 +2HI b. 3FeCl2 + 2H2SO4 đặc  FeSO4 + 2FeCl3 + SO2 +2H2O c. Cl2 +2KI dư  2KCl + I2 2. Đun nñng hỗn hợp X gồm bột Fe và S trong điều kiện khóng cñ khóng khí, thu được hỗn hợp rắn A. Cho A tác dụng với một lượng dư dung dịch HCl thu được sản phẩm khí Y cñ tỉ khối so với H2 là 13. Lấy 2,24 lít (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) khí Y đem đốt cháy rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy đñ đi qua 100 ml dung dịch H2O2 5,1% (cñ khối lượng riêng bằng 1g/ml), sau phản ứng thu được dung dịch B. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. a. Tính thành phần % khối lượng các chất trong hỗn hợp X. b. Xác định nồng độ % các chất trong dung dịch B. Câu VI: 1.Cho m gam hỗn hợp kim loại Ba, Na (được trộn theo tỉ lệ số mol 1:1) vào nước được 3,36 lít H2 (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) và dung dịch X. Cho CO2 hấp thụ từ từ vào dung dịch X. Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của số mol kết tủa theo số mol CO2 được hấp thụ. 2. A là dung dịch chứa AgNO3 0,01M, NH3 0,25M và B là dung dịch chứa các ion Cl-, Br, I- đều cñ nồng độ 0,01M. Trộn dung dịch A với dung dịch B (giả thiết ban đầu nồng độ các ion khóng đổi). Hỏi kết tủa nào được tạo thành? Trên cơ sở của phương pháp, hãy đề nghị cách nhận biết ion Cl- trong dung dịch cñ chứa đồng thời 3 ion trên. Biết: Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3 k = 10-7,24 ; TAgCl = 1,78.10-10 ; TAgBr = 10-13; TAgI = 10-16. -----------------HẾT--------------- Thí sinh không được sử dụng tài liệu (kể cả bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học). - Cán bộ coi thi không phải giải thích gì thêm. - Họ và tên thí sinh……………………………………………… Số báo danh………………………